Hier zunächst eine Kontroll-Lösung
Du könntest die Nebenbedingung direkt zu einer Variablen auflösen und den gefundenen Term in die Hauptbedingung einsetzen. Dann die Hauptbedingung ableiten und Null setzen und zur verbliebenden Unbekannten auflösen.
Probier das mal und sage wo konkret deine Probleme liegen.
Natürlich kannst du auch Lagrange anwenden. Muss man hier aber nicht zwangsweise.